스마트 다층 AlN 기판이 DBC 및 AMB 전력 전자 장치 패키징에 혁명을 일으킬 수 있습니까?

전력전자 분야의 질화알루미늄(AlN) 기판 개요

전력 전자 분야에서 전력 밀도가 지속적으로 증가함에 따라 열 관리는 시스템 성능과 신뢰성을 제한하는 핵심 요소가 되었습니다. 질화알루미늄(AlN)은 높은 열전도도(최대 170W/mK)와 우수한 전기 절연성을 지닌 소재로 점차 고성능 전력전자 패키지의 핵심 기판으로 자리잡고 있습니다. AlN의 낮은 열팽창계수(CTE) 특성을 통해 실리콘과 같은 다른 주요 재료와 우수한 열 응력 매칭을 달성할 수 있어 안정적이고 효율적인 전력 전자 시스템을 구축하기 위한 견고한 기반을 제공합니다. 본 논문의 목적은 전력전자 패키징의 혁신과 개발을 위한 새로운 아이디어를 제공하기 위해 AlN 기반 스마트 다층 기판과 이를 직접 결합 구리(DBC) 및 활성 금속 브레이징(AMB) 전력 전자 기판에 적용하는 것에 대해 논의하는 것입니다. 기술.

질화알루미늄(AlN) 기판의 독특한 장점

AlN 기판 우수한 열 전도성으로 인해 효율적인 열 방출에 이상적입니다. 전력 전자 장치에서는 열 관리가 중요하며 AlN의 효율적인 열 전달 능력은 장치의 작동 온도를 효과적으로 낮추고 서비스 수명을 연장하며 시스템 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 동시에 AlN은 강력한 전기 절연체로서 전력 전자 시스템의 전기적 안전을 보장하고 전류 누출이나 단락으로 인한 고장을 방지합니다. 또한 AlN의 낮은 CTE 특성은 일반적으로 사용되는 다른 재료(예: 실리콘, 세라믹)와의 열 응력 차이를 최소화하여 패키징 중 열 응력 문제를 줄이고 패키지 신뢰성과 장기 안정성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

스마트 다층 AlN 기판의 설계 및 혁신

스마트 다층 AlN 기판은 높은 열전도율과 낮은 CTE라는 장점을 유지하면서 다층 구조 설계를 통해 더욱 복잡한 회로 레이아웃과 기능 통합을 구현합니다. 이 설계는 열 전도 경로를 최적화하고 열 방출 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 시스템 통합을 위한 더 많은 가능성을 제공합니다. 예를 들어, 온도 센서 및 열 관리 제어 장치와 같은 지능형 구성 요소를 다층 구조에 내장하여 실시간 온도 모니터링 및 조절을 달성하여 전력 전자 시스템의 지능 수준을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 또한 다층 설계로 기판의 기계적 강도가 향상되고 복잡한 작업 조건에 대한 적응성이 향상됩니다.

AlN 기판에 DBC 및 AMB 기술 적용

DBC 기술은 구리의 높은 전기 전도성과 AlN의 높은 열전도도를 활용하고, 직접 접합 공정을 통해 구리층이 AlN 기판에 견고하게 부착되어 효율적인 방열이 가능한 전력전자 기판을 형성합니다. 이 기판은 우수한 열 전도성을 가질 뿐만 아니라 우수한 전기 절연성을 유지하므로 높은 전력 밀도 및 고전압 레벨을 갖는 전력 전자 응용 분야에 적합합니다. AMB 기술은 활성 금속층을 통해 AlN과 금속(예: 구리) 사이의 직접 연결을 실현하여 열 전달 효율을 더욱 향상시키고 인터페이스 열 저항을 줄입니다. AMB 기판은 신에너지 차량, 스마트 그리드, 풍력 발전 및 기타 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 보여주어 효율적이고 안정적인 전력 전자 시스템 구축을 위한 강력한 지원을 제공합니다.

요약하면, ALN 기반 스마트 다층 기판과 DBC 및 AMB 전력 전자 기판에의 적용은 전력 전자 패키징 기술의 혁신과 개발을 위한 새로운 길을 열었습니다. 지능형 다층 설계 및 고급 패키징 기술과 결합하여 AlN 재료의 고유한 장점을 최대한 활용함으로써 전력 전자 시스템의 열 관리 효율성과 전기적 성능을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 새로운 에너지, 스마트 그리드 및 기타 분야의 급속한 발전. 앞으로도 재료과학과 패키징 기술이 지속적으로 발전함에 따라 ALN 기반 스마트 다층 기판은 보다 효율적이고 지능적이며 안정적인 전력 전자 시스템 구축에 기여하면서 더 넓은 범위의 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.